摘 要：在選礦廠的磨礦分級(jí)過程中，其主要特點(diǎn)就是非線性、時(shí)帶性和時(shí)變性，同時(shí)還具有極為明顯的不確定性等特點(diǎn)，由其特點(diǎn)可以看出此過程是極為復(fù)雜的。選礦中磨礦分級(jí)過程的控制能力是影響其礦廠中發(fā)展收益和資源利用率的主要因素，因此磨礦分級(jí)過程也愈來愈受我國(guó)學(xué)者的關(guān)注和研究。本文通過對(duì)我國(guó)選礦廠磨礦分級(jí)過程控制系統(tǒng)進(jìn)行探討，并對(duì)其工作原理進(jìn)行深入剖析，同時(shí)給出了一定解決在選礦廠磨礦分級(jí)過程中出現(xiàn)問題的方法，為今后選礦工作人員在運(yùn)用自動(dòng)化信息技術(shù)進(jìn)行運(yùn)行提供有力借鑒。

關(guān)鍵詞：選礦廠；磨礦分級(jí)過程；控制系統(tǒng)；工作原理

中圖分類號(hào)：TP309

選礦廠磨礦分級(jí)的問題一直備受各類工程學(xué)家的關(guān)注和研究，磨礦這一環(huán)節(jié)是選礦廠在生產(chǎn)過程中的首要任務(wù)。由于磨礦所用的設(shè)備磨礦機(jī)具有容量極大、總體構(gòu)造極為簡(jiǎn)單、生產(chǎn)率高、破損率高、有極好的穩(wěn)定性等特點(diǎn)。因此被作為選礦廠磨礦分級(jí)的首選設(shè)備，并同時(shí)被廣泛應(yīng)用于水泥、采礦及陶瓷等各類行業(yè)中。

1 磨礦分級(jí)過程的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

磨礦分級(jí)過程的發(fā)展大體上可以分為初級(jí)、穩(wěn)定生產(chǎn)以及最優(yōu)化生產(chǎn)三個(gè)階段。

1.1 初級(jí)階段

其初期階段是處于20世紀(jì)50年代之前，此階段中選礦廠生產(chǎn)的過程主要依賴于人工操作而非磨礦設(shè)備的生產(chǎn)，因此導(dǎo)致了所生產(chǎn)的礦物數(shù)量以及礦物質(zhì)量極為不穩(wěn)定，況且在不斷發(fā)展的過程中礦物的機(jī)體性質(zhì)以及物理特征也不斷變化，這就給磨礦工作人員的手工操作造成了一定的困難，使磨礦分級(jí)過程中的難以保證生產(chǎn)指標(biāo)的按時(shí)完成。同時(shí)磨礦工作人員的個(gè)人工作強(qiáng)度也不斷增加，工作條件也較為惡劣，更在心理和生理上給工作人員造成一定的生產(chǎn)壓力，使得生產(chǎn)量難以趨于穩(wěn)定狀態(tài)。但是隨著社會(huì)的不斷發(fā)展和信息化技術(shù)的逐漸普及，磨礦分級(jí)過程中也開始在一些采用相關(guān)的儀表以及信息化設(shè)備檢測(cè)對(duì)一些項(xiàng)目進(jìn)行較測(cè)，譬如在磨礦設(shè)備的回路中添加了皮帶秤等。這樣一來不但使磨礦的過程逐漸趨于簡(jiǎn)單化而且也在一定程度上減少了工作人員的勞動(dòng)力，使工作人員的工作條件更加優(yōu)化，同時(shí)也很大程度上提高了磨礦分級(jí)過程的穩(wěn)定性以及生產(chǎn)效率。

1.2 穩(wěn)定生產(chǎn)階段

于穩(wěn)定生產(chǎn)階段而言，此階段已處于20世紀(jì)60年代，這時(shí)較多的自動(dòng)檢測(cè)儀表如礦漿PH計(jì)、金屬探測(cè)儀以及礦漿濃度計(jì)等都開始應(yīng)用于磨礦分級(jí)過程中，使該過程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)的目標(biāo)。在60年代后的幾十年間發(fā)展更是迅速，使磨礦分級(jí)過程幾乎可以通過對(duì)相關(guān)一起的數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)控來完成，大大提高了生產(chǎn)數(shù)量、質(zhì)量以及生產(chǎn)的穩(wěn)定性。后來計(jì)算機(jī)行業(yè)隨之出現(xiàn)并被應(yīng)用于采礦過程中來，磨礦分級(jí)過程中所遇到的難以解決的生產(chǎn)問題都交予現(xiàn)代控制技術(shù)去處理，這些技術(shù)的出先和發(fā)展都給磨礦分級(jí)過程帶來了發(fā)展優(yōu)勢(shì)，使該過程處于極為穩(wěn)定的控制狀態(tài)。目前大多數(shù)國(guó)家的磨礦分級(jí)過程都處于該發(fā)展階段。

1.3 最優(yōu)化生產(chǎn)階段

對(duì)于最優(yōu)化生產(chǎn)階段來說，這一階段出現(xiàn)于10世紀(jì)90年代至21世紀(jì)初期，磨礦分級(jí)過程也隨著控制理論的迅猛發(fā)展而實(shí)現(xiàn)了最優(yōu)控制的目標(biāo)。因?yàn)橛绊懖傻V的因素較為繁雜，而且所磨礦物的物理及化學(xué)性質(zhì)差異較大，所以各個(gè)工作的車間及機(jī)組都通過計(jì)算機(jī)對(duì)其性質(zhì)特點(diǎn)進(jìn)行記錄然后傳送于統(tǒng)一的管理計(jì)算機(jī)中，從而完成對(duì)該磨礦分級(jí)過程的最優(yōu)制，在南非的一些國(guó)家的磨礦分級(jí)過程已處于該階段中。對(duì)于現(xiàn)今的計(jì)算機(jī)控制磨礦設(shè)備大多為球磨和棒磨，此類設(shè)備在我國(guó)已經(jīng)被研究和試用多年，其主要是采用現(xiàn)代控制理論中的自適應(yīng)控制控以及多變量控制等對(duì)球磨和棒磨進(jìn)行控制，但是由于自磨機(jī)的工作原理及機(jī)制極為復(fù)雜而使專家們難以得到合理的解釋及研究結(jié)果，而且進(jìn)入自磨機(jī)的礦石的特征的多樣化也會(huì)使自磨機(jī)的運(yùn)作機(jī)理隨之變化，這樣一來就使工作人員難以掌握自磨機(jī)的作業(yè)原理及機(jī)制，因此我國(guó)的自磨磨礦還處于人工操作的階段。

2 選礦廠在生產(chǎn)過程中存在的問題及其影響因素

2.1 選礦廠在生產(chǎn)過程中易存在的問題

由于在選礦廠磨礦分級(jí)的過程中需要人力對(duì)磨礦設(shè)備進(jìn)行手動(dòng)操作，因此磨礦量的多少不但取決于磨礦機(jī)的運(yùn)作，更多的是由操作人員的個(gè)人專業(yè)水平及工作經(jīng)驗(yàn)決定，所以在磨礦過程中如若有存在工作人員責(zé)任心不強(qiáng)或者個(gè)人操作不熟練等情況，就會(huì)使磨礦數(shù)量受到一定影響。

與此同時(shí)，在磨礦機(jī)磨礦的過場(chǎng)中需要水源的供應(yīng)，但給水量的多少也需要工作人員進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)。由于給水的過程中會(huì)受到礦量變化以及供水壓力等因素的影響，從而導(dǎo)致磨礦機(jī)中磨球的濃度難以控制在平穩(wěn)狀態(tài)，這時(shí)亦會(huì)影響到磨礦量的多少，且在給水過程中如若水量失衡較為嚴(yán)重的話，還會(huì)引起磨礦設(shè)備有一定的故障發(fā)生。

2.2 影響磨礦分級(jí)的因素

磨礦作業(yè)會(huì)直接對(duì)磨礦產(chǎn)品的質(zhì)量及其過程中的礦物處理能力造成影響，從而影響到生產(chǎn)的整體速率和該礦場(chǎng)的綜合經(jīng)濟(jì)能力以及知名度，因此在磨礦過程中把握好對(duì)磨礦機(jī)的使用方法及力度是極為關(guān)鍵的。在磨礦分級(jí)過程中所產(chǎn)生的一系列參數(shù)的準(zhǔn)確性是直接決定整個(gè)礦場(chǎng)的生產(chǎn)質(zhì)量以及生產(chǎn)效率的主要因素，但是由于在磨礦分級(jí)的過程中會(huì)存在譬如生產(chǎn)過程較為緩慢、滯后時(shí)間過長(zhǎng)、磨礦機(jī)工作機(jī)理太過復(fù)雜等問題，且磨礦系統(tǒng)的整體還具有時(shí)變性及非線性的特點(diǎn)，所以在選礦廠磨礦分級(jí)過程中會(huì)產(chǎn)生或多或少的干擾使此過程難度增加。與此同時(shí)，在磨礦分級(jí)過程中磨礦設(shè)備所發(fā)出的噪音一般高達(dá)100dB，會(huì)使工作人員的工作環(huán)境過于嘈雜而對(duì)工作人員在心理和生理上都造成一定的影響，從而使工作效率有所降低、生產(chǎn)量過少等情況發(fā)生。

綜上看來，影響磨礦分級(jí)的因素可以分為多個(gè)方面。主要影響因素為所磨礦物的自身因素以及磨礦機(jī)的自身因素，對(duì)于所磨礦物而言，其自身的給料粒度、礦石的耐磨性、礦石粒的大小等都會(huì)對(duì)磨礦分級(jí)過程造成影響；對(duì)于磨礦機(jī)而言，其自身的規(guī)格、大小、襯板形狀、型號(hào)等都會(huì)對(duì)磨礦分級(jí)過程造成影響。與此同時(shí)，在磨礦工作人員的操作過程中出現(xiàn)的例如磨礦物的形狀以及其填充率、介質(zhì)的尺寸以及相互之間的配合、介質(zhì)的材料合成、加棒球的制度、磨礦設(shè)備的轉(zhuǎn)速、所磨礦物的濃度以及料球比等問題也會(huì)使磨礦分級(jí)過程受到影響。

3 結(jié)束語

綜上看來，雖然我國(guó)的磨礦分級(jí)過程正處于不斷發(fā)展不斷進(jìn)步的局面，但是其間還存在較多的問題及漏洞，而且在相關(guān)技術(shù)上還需要更進(jìn)一步的發(fā)展和提高，這就需要我國(guó)相關(guān)的工程家及工作人員不斷研討和創(chuàng)新的磨礦機(jī)器及設(shè)備，使我國(guó)磨礦分級(jí)過程更加優(yōu)化。

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作者簡(jiǎn)介：李琦（1973.01-），男，內(nèi)蒙古包頭人，導(dǎo)師，副教授，碩士，研究方向：工業(yè)遠(yuǎn)程控制；斯琴（1986.06-），女，蒙古族，內(nèi)蒙古包頭人，本科，研究方向：控制工程。

作者單位：內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭 014010